一種深海采泥裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海床地質(zhì)勘測領(lǐng)域，具體涉及一種適用于深海海泥采集、回收保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為觀察人類活動對深海海底環(huán)境影響以及探測深海海床淺層反映油氣資源分布的碳?xì)浠衔镲柡投?，海床海泥取樣調(diào)查成為有效手段。海泥樣本提供了重要的海洋環(huán)境信息，其化學(xué)成分和沉積物分層可反應(yīng)自然環(huán)境和人類生產(chǎn)生活活動對海水水體造成的改變。
[0003]目前深海采泥裝置包括挖斗式和柱狀分層式。挖斗式采泥器由兩扇帶咬齒的顎板通過頂部轉(zhuǎn)軸鉸接在一起。挖斗式采泥器通常可挖掘海床表層較淺位置沉積物。在回收過程中，顎板在重力中用下進(jìn)行嚙合，裹住采集樣本。該裝置適用于柔硬類的沙土，而對于粘土不適用。值得注意的是，挖斗式采泥器混淆了淺層沉積物，不利于觀察沉積物分層效果。柱狀分層式采泥器則避免了上述缺陷，其柱狀樣本可清晰反應(yīng)沉積物隨時間累積的過程。但是柱狀分層式采泥器往往底部敞開，依靠粘性海泥的附著力固定在柱桶內(nèi)壁，在深海回收過程中樣本往往會散落。雖然目前柱狀采泥器采用彈性踏板對底部進(jìn)行覆蓋，但是在深海長時間作業(yè)過程中，彈性踏板受腐蝕影響，其作用效果往往會打折扣。
[0004]深海采泥器往往不作為單獨(dú)的科研設(shè)備進(jìn)行深海投放采集，它總是與其它觀測設(shè)備固定在深海用三腳架上通過繩索或“浮球+鉛塊”模式下潛至深海。當(dāng)三腳架回收時，采泥器開始工作，采集樣本后隨著三腳架迅速上浮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種深海用、多種模式樣本的采泥裝置。該裝置可在較短的投放距離扎入海床深處，擠入腔體內(nèi)部海泥推動活塞彈簧，活塞滑至溢出孔外圍，排除腔體內(nèi)水分，彈簧釋放活塞復(fù)原后，形成腔體內(nèi)吸力并推動鉆頭處閥門復(fù)原，將樣本固定在腔體內(nèi)部，使得樣本在深?；厥者^程中保存完好，不散落。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種深海采泥裝置，包括重力鉆頭，腔體以及雙活塞系統(tǒng)，所述重力鉆頭與所述腔體連接，所述重力鉆頭內(nèi)設(shè)有鉛塊，重力鉆頭的側(cè)壁開孔，開孔位置內(nèi)設(shè)有活動閥門，所述活動閥門與所述重力鉆頭的內(nèi)壁活動連接；所述腔體內(nèi)設(shè)有雙活塞系統(tǒng)，所述雙活塞系統(tǒng)由兩個活塞部件構(gòu)成，且兩個活塞部件之間形成封閉空間；其中一個活塞部件通過彈簧與頂蓋連接，所述腔體外壁上還設(shè)有環(huán)狀分布的若干溢流孔；在正常狀態(tài)時，所述兩個活塞部件位于所述溢流孔的同一側(cè)，在進(jìn)行采泥操作時，所述兩個活塞部件分別位于所述溢流孔的不同側(cè)。
[0007]進(jìn)一步的，所述重力鉆頭采用子彈頭結(jié)構(gòu)，且所述鉛塊設(shè)在重力鉆頭的頭部尖端位置。
[0008]進(jìn)一步的，所述重力鉆頭與腔體通過螺紋固定連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述鉛塊的尾端為錐形弧結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步的，所述活動閥門與所述重力鉆頭的內(nèi)壁通過彈性鉸鏈連接。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述活動閥門的輪廓大小與開孔相適配，所述活動閥門由硬質(zhì)塑料制成。
[0012]進(jìn)一步的，所述開孔沿所述重力鉆頭的側(cè)壁均勻分布，開孔數(shù)量為4-6個。
[0013]進(jìn)一步的，所述溢流孔設(shè)在距離頂蓋1/8處，所述溢流孔數(shù)量為6-10個，所述頂蓋上還設(shè)有掛鉤。
[0014]進(jìn)一步的，所述腔體和活塞部件均采用不銹鋼結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步的，所述活塞部件的邊緣設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，所述凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有O型橡膠圈。
[0016]有益效果:本發(fā)明相對于常用采泥裝置，腔體內(nèi)部充滿海水，海水浮力影響小。海泥擠入腔體內(nèi)部推動活塞系統(tǒng)，排出海水，形成吸力腔，并復(fù)原鉆頭位置閥門，鎖住海泥樣本。適用于各種海床沉淀物樣本，并且回收過程中樣本不受尾渦作用而散落，維護(hù)了樣本的層狀分布的完好性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例的剖視圖；
圖2為圖1的整體外部輪廓結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中的重力鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖1中的活塞部件結(jié)構(gòu)不意圖；
圖5為圖4的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
如圖1到圖5所示的一種深海采泥裝置，包括重力鉆頭1，腔體5以及雙活塞系統(tǒng)，所述重力鉆頭I與所述腔體5連接，所述重力鉆頭I內(nèi)設(shè)有鉛塊2，重力鉆頭I的側(cè)壁開孔，開孔位置內(nèi)設(shè)有活動閥門3，所述活動閥門3與所述重力鉆頭I的內(nèi)壁活動連接；所述腔體5內(nèi)設(shè)有雙活塞系統(tǒng)，所述雙活塞系統(tǒng)由兩個活塞部件4構(gòu)成，且兩個活塞部件4之間形成封閉空間；其中一個活塞部件4通過彈簧6與頂蓋連接，所述腔體5外壁上還設(shè)有環(huán)狀分布的若干溢流孔9 ;在正常狀態(tài)時，所述兩個活塞部件4位于所述溢流孔9的同一側(cè)，在進(jìn)行采泥操作時，所述兩個活塞部件4分別位于所述溢流孔9的不同側(cè)。
[0019]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述重力鉆頭I采用子彈頭結(jié)構(gòu)，且所述鉛塊2設(shè)在重力鉆頭I的頭部尖端位置，可以有效減小本裝置在海水中的阻力，快速到達(dá)海床位置。所述重力鉆頭I與腔體5通過螺紋固定連接，采用螺紋拆卸式結(jié)構(gòu)，方便取出樣本。
[0020]所述鉛塊2的尾端為錐形弧結(jié)構(gòu)，可引導(dǎo)海泥樣本沿弧線擠入不銹鋼腔體內(nèi)部。所述活動閥門3與所述重力鉆頭I的內(nèi)壁通過彈性鉸鏈活動連接，鉸鏈限制了活動閥門3只能向內(nèi)擺動，而不能轉(zhuǎn)至鉆頭I壁面外圍。所述活動閥門3的輪廓大小與開孔相適配，為了降低活動閥門3重力影響，所述活動閥門3由硬質(zhì)塑料制成。所述開孔沿所述重力鉆頭I的側(cè)壁均勾分布，開孔數(shù)量為4-6個。
[0021]所述溢流孔9設(shè)在距離頂蓋1/8處，所述溢流孔9數(shù)量為6-10個，所述頂蓋上還設(shè)有掛鉤7。不銹鋼腔體頂部封蓋可拆卸，頂蓋與彈簧連接。彈簧與一個活塞連接。自由狀態(tài)時，該活塞與封蓋處于溢流孔兩端，并與另一活塞形成密閉空間。所述腔體5和活塞部件4均采用不銹鋼結(jié)構(gòu)。
[0022]所述活塞部件4的邊緣設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，所述凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有O型橡膠圈8。O型橡膠圈8卡在鋼盤凹槽內(nèi)，見圖4和圖5。兩個活塞部件4可隔絕空氣與海水，并在潤滑劑作用下可沿不銹鋼腔體內(nèi)壁自由滑移。使用過程中，調(diào)整兩個活塞部件的間距，使其之間注滿海水。
[0023]該裝置可在較短的投放距離快速扎入海床深處，擠入腔體內(nèi)部海泥推動活塞彈簧，活塞滑至溢出孔外圍，排除腔體內(nèi)水分，彈簧釋放活塞復(fù)原后，形成腔體內(nèi)吸力并推動鉆頭處閥門復(fù)原，將樣本固定在腔體內(nèi)部，使得樣本在深?；厥者^程中保存完好，不散落。
[0024]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)中的采泥裝置，腔體內(nèi)部充滿海水，海水浮力影響小。海泥擠入腔體內(nèi)部推動活塞系統(tǒng)，排出海水，形成吸力腔，并復(fù)原鉆頭位置閥門，鎖住海泥樣本。適用于各種海床沉淀物樣本，并且回收過程中樣本不受尾渦作用而散落，維護(hù)了樣本的層狀分布的完好性。
[0025]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明專利的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明專利，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深海采泥裝置，其特征在于:包括重力鉆頭(1)，腔體(5)以及雙活塞系統(tǒng)，所述重力鉆頭(I)與所述腔體(5)連接，所述重力鉆頭(I)內(nèi)設(shè)有鉛塊(2)，重力鉆頭(I)的側(cè)壁開孔，開孔位置內(nèi)設(shè)有活動閥門(3 )，所述活動閥門(3 )與所述重力鉆頭(I)的內(nèi)壁活動連接；所述腔體(5)內(nèi)設(shè)有雙活塞系統(tǒng)，所述雙活塞系統(tǒng)由兩個活塞部件(4)構(gòu)成，且兩個活塞部件(4)之間形成封閉空間；其中一個活塞部件(4)通過彈簧(6)與頂蓋連接，所述腔體(5)外壁上還設(shè)有環(huán)狀分布的若干溢流孔(9);在正常狀態(tài)時，所述兩個活塞部件(4)位于所述溢流孔(9)的同一側(cè)，在進(jìn)行采泥操作時，所述兩個活塞部件(4)分別位于所述溢流孔(9)的不同側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述重力鉆頭(I)采用子彈頭結(jié)構(gòu)，且所述鉛塊(2)設(shè)在重力鉆頭(I)的頭部尖端位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述重力鉆頭(I)與腔體(5)通過螺紋固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述鉛塊(2)的尾端為錐形弧結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述活動閥門(3)與所述重力鉆頭(I)的內(nèi)壁通過彈性鉸鏈連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述活動閥門(3)的輪廓大小與開孔相適配，所述活動閥門(3)由硬質(zhì)塑料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述開孔沿所述重力鉆頭Cl)的側(cè)壁均勾分布，開孔數(shù)量為4-6個。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述溢流孔(9)設(shè)在距離頂蓋1/8處，所述溢流孔(9)數(shù)量為6-10個，所述頂蓋上還設(shè)有掛鉤(7)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述腔體(5)和活塞部件(4)均采用不銹鋼結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海采泥裝置，其特征在于:所述活塞部件(4)的邊緣設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，所述凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有O型橡膠圈(8 )。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種深海采泥裝置，包括重力鉆頭、腔體以及雙活塞系統(tǒng)，重力鉆頭內(nèi)設(shè)有鉛塊，重力鉆頭的側(cè)壁開孔，開孔位置內(nèi)設(shè)有活動閥門，腔體內(nèi)設(shè)有雙活塞系統(tǒng)，雙活塞系統(tǒng)由兩個活塞部件構(gòu)成，且兩個活塞部件之間形成封閉空間；其中一個活塞部件通過彈簧與頂蓋連接，腔體外壁上還設(shè)有環(huán)狀分布的若干溢流孔。本發(fā)明采泥裝置可在接近海床位置自由下落，在重力鉆頭作用下插入海床較深位置，海泥由閥門擠入腔體，推動活塞向頂部滑移，將兩活塞之間海水由溢出口排出。達(dá)到平衡后，上部活塞退出溢出孔外圍使得腔體下部形成密閉空間并吸住擠入海泥，同時使得下部閥門復(fù)位，回收時可阻擋海泥散落。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可高效收集深海海泥而不造成流失。
【IPC分類】G01N1/10
【公開號】CN104949860
【申請?zhí)枴緾N201510421277
【發(fā)明人】潘盼, 朱宗軍, 耿敏敏, 薛建林, 張建民, 蔡炳余
【申請人】中天科技海纜有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月17日